(57)【要約】 【課題】   本発明の目的は、圧電素子と蓋体間により生じる容量成分を抑えるとともに、落下時の衝撃により圧電素子と導電性接着剤の接続が不完全とならない圧電発振器容器構造を提供することにある。【解決手段】  矩形状の絶縁性容器１の内部空間に圧電素子１０が搭載されており、絶縁性容器１の側壁３頂部には絶縁性容器１の開口部９を覆う形態の金属製の矩形状の蓋体４が配置されており、蓋体４と側壁３頂部に設けた金属層とを固着し絶縁性容器１内の圧電素子１０を気密封止し、気密封止の裏面容器に半導体部品１５を収納した圧電発振器容器において、圧電素子１０の気密封止に用いる蓋体４には、少なくとも圧電素子１０の開放端側（保持端と反対側の開放端側に圧電素子１０と蓋体４との間隔を狭くするよう）に圧電素子１０側に凸部６を形成している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の絶縁性容器の内部空間に片持ち支持の圧電素子が搭載されており、該絶縁性容器の側壁頂部には該絶縁性容器の開口部を覆う形態の金属製の矩形状の蓋体が配置されており、該蓋体と該側壁頂部に設けた金属層とを固着し該絶縁性容器内の圧電素子を気密封止し、前記気密封止の裏面容器に半導体部品を収納した圧電発振器容器において、
前記圧電素子の気密封止に用いる該蓋体には、少なくとも前記圧電素子の開放端側に圧電素子側に凸部を形成していることを特徴とする圧電発振器容器。
【請求項２】
請求項１記載の圧電素子側の凸部とは、前記開口部の側壁に接するように形成されていることを特徴とする圧電発振器容器。
【請求項３】
請求項１に記載の圧電素子側の凸部とは、該絶縁性容器の側壁頂部の開口部内側の２辺と接した、開口部４箇所に前記圧電素子側にへこんでおり、該開口部の前記側壁頂部内側に２辺で接する角部を頂点にした三角形状で、前記三角形状の残る１辺は圧電素子と蓋体との間隔を狭くする位置関係になっていることを特徴とする圧電発振器容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用通信機器等の電子機器に用いられる温度補償型の圧電発振器の圧電発振器容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より携帯用の通信機器等の電子機器に温度補償型の圧電発振器が用いられている。
【０００３】
かかる従来の圧電発振器としては、例えば図５に示す如く、基板２の上下面にキャビティ８、１３を有する絶縁性容器１の上面のキャビティ８内に、圧電素子１０を導電性接着剤１１で実装して蓋体４と基板２間の空間を気密封止し、且つ前記キャビティ１３内に、圧電素子１０の温度補償を行なうため半導体部品１５を収容してなる温度補償型の圧電発振器であって、キャビティ１３の内表面に、半導体部品１５を保護するための樹脂１６を充填した圧電発振器が開示してある。図５はその断面図である。
【０００４】
上述の構造により、絶縁性容器１の表面に圧電素子１０を実装し、底面側に半導体部品１５を実装しているため、表面面積の小さい小型の圧電発振器ができる。また、圧電素子１０と半導体部品１５とを全く異なる領域に収容することができるため、圧電素子１０の発振動作を長期にわたり安定化させることができる。また、圧電素子１０の発振特性の不良を製造工程中に簡単に検出できるため、半導体部品１５の無駄な消費、無駄な製造工程の未実施により、安価な圧電発振器となる。また、絶縁性容器１の表面に圧電素子１０を実装した後に、半導体部品１５を実装しているので、圧電素子１０の周波数安定化のために行なう熱処理が、半導体部品１５に行われず、半導体部品１５の動作信頼性や接続信頼性を高めることができる。（例えば、特許文献１、２参照）
【特許文献１】特開２０００−１３８５３３号公報
【特許文献２】特開２００４−２４２１１２号公報  なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の圧電発振器に用いられる圧電発振器容器の場合、基板２の上面に圧電素子１０を実装し、蓋体４と基板２間の空間を気密封止する構造において、圧電素子１０と蓋体４間の間隔が狭いと圧電素子１０と蓋体４間に生じる容量成分が大きくなるため周波数変動が大きくなる欠点があった。この周波数変動を抑えるためには圧電素子１０と蓋体４間の間隔を出来るだけ広くしたほうが良いが、間隔を広くすると落下時に圧電素子１０の受ける衝撃が大きくなり、圧電素子１０と導電性接着剤１１との接続が不完全となる虞があった。
【０００６】
本発明は上記欠点に鑑み考え出されたものであり、従ってその目的は、圧電素子と蓋体間により生じる容量成分を抑えるとともに、落下時の衝撃により圧電素子と導電性接着剤の接続が不完全とならない圧電発振器容器構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の圧電発振器容器は、矩形状の絶縁性容器の内部空間に片持ち支持の圧電素子が搭載されており、該絶縁性容器の側壁頂部には該絶縁性容器の開口部を覆う形態の金属製の矩形状の蓋体が配置されており、該蓋体と該側壁頂部に設けた金属層とを固着し該絶縁性容器内の圧電素子を気密封止し、前記気密封止の裏面容器に半導体部品を収納した圧電発振器容器において、前記圧電素子の気密封止に用いる該蓋体には、少なくとも前記圧電素子の開放端側（保持端と反対側の開放端側に圧電素子と蓋体との間隔を狭くするよう）に圧電素子側に凸部を形成していることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の圧電発振器容器は、上記構成において、圧電素子側の凸部とは、前記開口部の側壁に接するように形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の圧電発振器容器は、上記構成において、圧電素子側の凸部とは、該絶縁性容器の側壁頂部の開口部内側の２辺と接した、開口部４箇所に前記圧電素子側にへこんでおり、該開口部の前記側壁頂部内側に２辺で接する角部を頂点にした三角形状で、前記三角形状の残る１辺は圧電素子と蓋体との間隔を狭くする位置関係になっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の圧電発振器容器によれば、圧電素子の気密封止に用いる該蓋体には、少なくとも圧電素子の開放端側（保持端と反対側の開放端側に圧電素子と蓋体との間隔を狭くするよう）に圧電素子側に凸部を形成していることから、圧電素子の開放先端側は圧電素子と蓋体とが近接して配置されるので、落下時に圧電素子の受ける衝撃を軽減でき圧電素子と導電性接着剤との接続が不完全となるという問題を解決することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。
【００１２】
図１は本発明の実施形態にかかる圧電発振器の断面図である。図１に図示する圧電発振器は大略的に言って、絶縁性容器１と、枠部５、圧電素子１０、半導体部品１５、樹脂１６とで構成されている。図１に図示する絶縁性容器１に、枠部５の底面の四隅部に外部接続端子７が設けられている。外部接続端子７は枠部５と電気的および機械的に接続され、かつ固定されており、実装基板（不図示）との接続用端子として機能している。また、半導体部品１５の外側位置に配置する枠部５と、半導体部品１５と枠部５とは樹脂１６で被われている。また、図２は本発明の圧電発振器の蓋体４の上面図である。
【００１３】
前記絶縁性容器１は、例えば、ガラス−セラミック、アルミナセラミックス等のセラミック材料から成る基板２、基板２と同様のセラミック材料から成る側壁３、４２アロイやコバール、リン青銅等から成る蓋体４から成り、基板２の上面に側壁３を取着させ、その上面に蓋体４を載置し固定させることによって絶縁性容器１が構成され、側壁３の内側に位置する基板２の上面に導電性接着剤１１を介して圧電素子１０が実装される。絶縁性容器１はその内部に、具体的には、基板２の上面と側壁３の内面と蓋体４の下面とで囲まれるキャビティ８内に圧電素子１０を収容して気密封止するためのものである。 ここで蓋体４は圧電素子１０の開放端側は圧電素子１０側に凸部６形状になっている。
【００１４】
一方、絶縁性容器１のキャビティ８に収容される片持ち支持の圧電素子１０は、所定の結晶軸でカットした圧電片の両主面に一対の振動電極を被着・形成してなり、外部からの変動電圧が一対の振動電極を介して圧電片に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こす。 
【００１５】
また一方で図１に図示するように、上述した基板２の下面には、枠部５が形成され、枠部５の四隅部には外部接続端子７が被着・形成されている。これら枠部５間に位置する基板２の下面には、矩形状に形成されたフリップチップ型の半導体部品１５が搭載されており、半導体部品１５は導電性接着剤１４を介して基板２に接続されている。また、半導体部品１５と基板２間は樹脂１６で覆われている。
【００１６】
前記半導体部品１５はその回路形成面に、周囲の温度状態を検知する感温素子、圧電素子１０の温度特性を補償する温度補償データを有し、温度補償データに基づいて圧電素子１０の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路、温度補償回路に接続されて所定の発振出力を生成する発振回路等が設けられており、発振回路で生成された発振出力は、外部に出力された後、例えばクロック信号等の基準信号として利用されることとなる。ここで圧電素子１０と半導体部品１５は図１に図示する基板２の内層に設けられたメタライズ配線１２により接続されている。 
【００１７】
次に上述した圧電発振器の製造方法について、本発明の実施形態である図１を用いて説明する。 まず、集合基板の状態で、縦ｍ列×横ｎ行（ｍ、ｎは２以上の自然数）のマトリクス状に配列された複数個のキャビティ８、１３を有するシート状の母基板を準備する。次に、図１に図示するように各キャビティ８に圧電素子１０と圧電素子１０を囲繞する側壁３とを搭載する。各キャビティ８には、その上面側に一対の接続パッドと接合用の導体層が被着・形成されている。また、各キャビティ８と相反する面の基板領域の四隅部には、外部接続端子７が先の図１に図示するように被着して形成されている。
【００１８】
このようなシート状の母基板は、例えば、アルミナセラミックス等から成るセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加し更に混合して得たセラミックグリーンシートの表面等に、接続パッドや外部接続端子７等となる導体ペーストを所定のパターンに印刷して塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することによって製作される。 
【００１９】
そして、キャビティ８を有するシート状の母基板に形成される側壁３の内側に圧電素子１０を１個ずつ搭載する。圧電素子１０はその振動電極と基板２上面の対応する搭載パッドとを導電性接着剤１１を介して電気的および機械的に接続することによって基板２上に搭載される。
【００２０】
また、シート状の母基板のキャビティ８と１対１に対応する複数個のカバー（蓋）領域を有する金属製の蓋体４を、圧電素子１０が封止されるように側壁３上に載置・接合する。前記蓋体４としては、例えば、４２アロイやコバール，リン青銅等の金属から成る厚みが６０μｍ〜２００μｍの金属板が用いられる。 
【００２１】
この工程では、蓋体４を各カバー（蓋）領域の内側に対応するキャビティ８領域に圧電素子１０が配されるようにしてシート状の母基板上面の側壁３上に載置させ、しかる後に両者を従来から周知の金すず封止等により接合することによって蓋体４が側壁３の上面に取着し固定される。なお、上述した一連の接合工程は、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中で行うのが好ましく、これによって圧電素子１０が収納される空間には不活性ガスが充満されるため、圧電素子１０が酸素や大気中の水分等によって腐食して劣化するおそれを有効に防止することができる。 
【００２２】
次にシート状の母基板下面の枠部５で囲まれる領域に半導体部品１５を１個ずつ搭載する。半導体部品１５は、その接続電極とシート状の母基板下面の対応する搭載パッドとを導電性接着剤１４を介して電気的および機械的に接続することによってシート状の母基板に搭載される。その後、樹脂１６を注入し硬化される。
【００２３】
そして、半導体部品１５は、その回路形成面に周囲の温度状態を検知する感温素子や圧電素子１０の温度特性を補償する温度補償データを有し、温度補償データに基づいて圧電素子１０の振動特性を温度変化に応じて補正する温度補償回路を有する半導体部品１５へ、圧電発振器の仕様を所望の数値となるように、温度補償制御端子（不図示）よりビットデータを入力し温度補償データの書き込みを行う。
【００２４】
最後に、シート状の母基板を各基板領域の外周に沿って一括的に分割・切断（ダイシング）し、これによって複数個の圧電発振器が同時に製作される。  また、シート状の母基板の切断（ダイシング）は、例えば、ダイサー等を用いて、これらの部材を一括的に切断（ダイシング）することによって行われ、これによって複数個の圧電発振器が同時に得られる。 
【００２５】
ここで、本発明の特徴部分は図１に図示するように、蓋体４は圧電素子１０の開放端側のみを圧電素子１０側を凸部６構造にしたことにある。これにより、圧電素子１０の先端部分のみ蓋体４と圧電素子１０の間隔が狭くなるので、凸部６が圧電素子１０の落下時の衝撃防止として機能し、圧電素子１０と導電性接着剤１１との接続を落下時の衝撃から保護することが可能となる。また、さらに蓋体４に凸部６を有する構造とすることにより、蓋体４のたわみ強度が向上し、絶縁性容器１がたわむことに起因する周波数変動を抑える効果もある。                                    
【００２６】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００２７】
例えば上述の実施形態においては、蓋体４の凸部６を図２に示すように帯状に形成したが、図３と図４に示すように、絶縁性容器の側壁頂部の開口部９内側の２辺と接した開口部９の４箇所に、蓋体４の凸部６を側壁３頂部内側に２辺で接する角部を頂点にした三角形状の凸部６を形成しても構わない。この場合も本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態にかかる圧電発振器の概略の断面図である。
【図２】本発明の圧電発振器容器に用いられる蓋体の上面図である。
【図３】本発明の圧電発振器容器に用いられる蓋体の変形例の上面図である。
【図４】図３に示す凸部の拡大図である。
【図５】従来の圧電発振器の概略の断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・絶縁性容器
２・・・基板
３・・・側壁
４・・・蓋体
５・・・枠部
６・・・凸部
７・・・外部接続端子
８・・・キャビティ
９・・・開口部
１０・・・圧電素子
１１・・・導電性接着剤
１２・・・メタライズ配線
１３・・・キャビティ
１４・・・導電性接着剤
１５・・・半導体部品
１６・・・樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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